ইসহাক স্যার — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
ইসহাক স্যার ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ৩৬০০টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
৩৬০০ প্রশ্ন
পাতা ৯৪/১৮০
-
১৮৬১
কাজের অভিকর্ষীয় একক—
- ক kg-m
- খ Nm
- গ Nm2
- ঘ kg-m2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) kg-m
কাজের অভিকর্ষীয় একক হলো kg-m (কিলোগ্রাম-মিটার বা kgf-m); 1 kg-m = 9.8 J।
1 kg-wt বল প্রয়োগে বলের দিকে 1 m সরণ হলে যে কাজ হয় তা-ই 1 kg-m।
CGS পদ্ধতিতে অভিকর্ষীয় একক g-cm (1 g-cm = 980 erg)।
Nm বা J হলো কাজের পরম (SI) একক; Nm2 ও kg-m2 কাজের একক নয়। -
১৮৬২
5 kg ভর সম্পন্ন একটি বস্তুর ওপর একটি বল F = (10i + 3j − 2k) N-এর ক্রিয়ায় বস্তুটির অবস্থান r1 = (8i + 7j − 3k) m থেকে অপর একটি অবস্থান r2 = (12i + 2j + 7k) m-এ স্থানান্তরিত হলো। এতে কৃত কাজ—
- ক 2 J
- খ 3 J
- গ 5 J
- ঘ 7 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 5 J
এখানে, F = (10i + 3j − 2k) N, r1 = (8i + 7j − 3k) m, r2 = (12i + 2j + 7k) m
আমরা জানি, s = r2 − r1 এবং W = F · s
∴ s = (12 − 8)i + (2 − 7)j + (7 + 3)k = (4i − 5j + 10k) m
∴ W = (10 × 4) + (3 × (−5)) + ((−2) × 10) = 40 − 15 − 20 = 5 J
বস্তুর ভর (5 kg) কাজের হিসাবে লাগে না। -
১৮৬৩
বল ধ্রুবক-এর মাত্রা কোনটি?
- ক [ML0T−2]
- খ [M2LT−1]
- গ [ML−2]
- ঘ [ML2T2]
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) [ML0T−2]
বল ধ্রুবক (স্প্রিং ধ্রুবক) k = Fx, তাই মাত্রা MLT−2L = [MT−2] = [ML0T−2]।
একক Nm−1; একক দৈর্ঘ্য প্রসারণ বা সংকোচনের জন্য প্রয়োজনীয় বলই বল ধ্রুবক।
তুলনা: কাজ বা শক্তি [ML2T−2], ক্ষমতা [ML2T−3], ভরবেগ [MLT−1]। -
১৮৬৪
কোনো স্প্রিংকে 5 N বল দ্বারা টেনে 10 m প্রসারিত করা হলে, স্প্রিং ধ্রুবক কত হবে?
- ক 0.5 Nm−1
- খ 2 Nm−1
- গ 50 Nm−1
- ঘ 250 Nm−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0.5 Nm−1
এখানে, F = 5 N, প্রসারণ x = 10 m
আমরা জানি, F = kx বা k = Fx
∴ k = 510 = 0.5 Nm−1 -
১৮৬৫
20 kg ভরের একটি স্থির বস্তুকে ঘর্ষণহীন তলের ওপর দিয়ে 10 ms−1 বেগে গতিশীল করতে কৃত কাজ কত?
- ক 200 J
- খ 1000 J
- গ 2000 J
- ঘ 4000 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1000 J
এখানে, m = 20 kg, আদিবেগ u = 0, শেষবেগ v = 10 ms−1, তল ঘর্ষণহীন
আমরা জানি, কাজ-শক্তি উপপাদ্য অনুযায়ী W = ΔEk = (12)mv2 − (12)mu2
∴ W = 12 × 20 × 102 − 0 = 1000 J -
১৮৬৬
কোনো বস্তুর গতিশক্তি 300% বৃদ্ধি করা হলে উক্ত বস্তুর ভরবেগ কত বাড়বে—
- ক 100%
- খ 150%
- গ 200%
- ঘ 300%
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 100%
এখানে, গতিশক্তি 300% বৃদ্ধি পেলে নতুন গতিশক্তি E2 = E + 3E = 4E
আমরা জানি, p = 2mE, অর্থাৎ p ∝ E
∴ p2p1 = 4EE = 2, অর্থাৎ p2 = 2p1
∴ ভরবেগ বৃদ্ধি = (2p1 − p1p1) × 100% = 100% -
১৮৬৭
কোনো বস্তুর ভরবেগ দ্বিগুণ করা হলে উহার গতিশক্তি হবে কোনটি?
- ক দুই গুণ হবে
- খ একই হবে
- গ চার গুণ হবে
- ঘ অর্ধেক হবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) চার গুণ হবে
এখানে, p2 = 2p1, ভর অপরিবর্তিত
আমরা জানি, E = p22m, অর্থাৎ E ∝ p2
∴ E2E1 = (p2p1)2 = 22 = 4, অর্থাৎ গতিশক্তি চার গুণ হবে। -
১৮৬৮
500 g ভরের একটি কণার উপর (6x2 − 4x) N বল ক্রিয়া করায় বস্তুটি বলের দিকে x = 0 অবস্থান হতে x = 2 অবস্থানে সরে গেলে বলের দ্বারা কৃত কাজের পরিমাণ কত?
- ক 8
- খ 6
- গ 4
- ঘ 2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 8
এখানে, F = (6x2 − 4x) N, সরণ x = 0 থেকে x = 2 m (ভর 0.5 kg কাজের হিসাবে লাগে না)
আমরা জানি, W = ∫ F dx
∴ W = ∫ (6x2 − 4x) dx (সীমা 0 থেকে 2) = [2x3 − 2x2] (0 থেকে 2) = 16 − 8 = 8 J -
১৮৬৯
একটি রাবার ব্যান্ডকে টেনে এর দৈর্ঘ্য x পরিমাণে বৃদ্ধি করলে, রাবার ব্যান্ডে সৃষ্ট প্রত্যাবর্তী বল হলো F = ax + bx2 (এখানে a এবং b ধ্রুবক)। রাবার ব্যান্ডটিকে x = 0 থেকে x = L পর্যন্ত বৃদ্ধি করতে কৃত কাজের মান কত?
- ক aL2 + bLx3
- খ aL22 + 2aL2
- গ a + 2bL
- ঘ aL22 + bL33
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) aL22 + bL33
এখানে, F = ax + bx2, প্রসারণ x = 0 থেকে x = L
আমরা জানি, W = ∫ F dx
∴ W = ∫ (ax + bx2) dx (সীমা 0 থেকে L) = [ax22 + bx33] (0 থেকে L) = aL22 + bL33
বল পরিবর্তনশীল হলে কাজ = বল-সরণ লেখচিত্রের নিচের ক্ষেত্রফল। -
১৮৭০
m ও 3m ভরের দুটি বস্তুর গতিশক্তির অনুপাত 2:1 হলে তাদের রৈখিক ভরবেগের অনুপাত কত?
- ক 2:3
- খ 1:3
- গ 2:3
- ঘ 3:2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 2:3
এখানে, m1 = m, m2 = 3m, E1 : E2 = 2 : 1
আমরা জানি, p = 2mE
∴ p1p2 = m1E1m2E2 = m × 23m × 1 = 23
∴ p1 : p2 = 2 : 3 -
১৮৭১
একটি দালান 10 তলা উঁচু যার প্রতিটি তলার উচ্চতা 4 মিটার। একটি বস্তু দালানটির ছাদ থেকে নিচের দিকে পড়ে কিন্তু দ্বিতীয় তলায় আটকে যায়। বস্তুর মোট শক্তির পরিমাণ কত হবে?
- ক গতিশক্তি
- খ স্থিতিশক্তি
- গ গতিশক্তি ও স্থিতিশক্তি
- ঘ গতিশক্তি, স্থিতিশক্তি ও বস্তু হারানো শক্তি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) স্থিতিশক্তি
বস্তুটির শক্তি কেবল স্থিতিশক্তি।
দ্বিতীয় তলায় আটকে গিয়ে বস্তুটি স্থির হয়, তাই বেগ শূন্য এবং গতিশক্তি শূন্য।
ভূমি থেকে উচ্চতার কারণে এর শক্তি কেবল স্থিতিশক্তি mgh।
পড়ার সময় হারানো স্থিতিশক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়েছিল; আটকে যাওয়ার সময় তা তাপ ও শব্দ শক্তি হয়ে পরিবেশে চলে যায়।
পড়ন্ত অবস্থার যেকোনো বিন্দুতে গতিশক্তি + স্থিতিশক্তি = ধ্রুবক। -
১৮৭২
10g একটি ভর ঘর্ষণহীন একটি অনুভূমিক তলের ওপর দিয়ে গিয়ে দেওয়ালের সাথে সংযুক্ত একটি অনুভূমিক স্প্রিংকে 6 ms−1 বেগে আঘাত করে। যদি স্প্রিংটির স্প্রিং ধ্রুবক 400 Nm−1 হয় তাহলে এটিতে সর্বোচ্চ সংকোচন কত হবে?
- ক 0.3 cm
- খ 310 cm
- গ 3 cm
- ঘ 0.9 cm
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 3 cm
এখানে, m = 10 g = 0.01 kg, v = 6 ms−1, k = 400 Nm−1
আমরা জানি, সর্বোচ্চ সংকোচনে গতিশক্তি সম্পূর্ণ বিভবশক্তিতে রূপান্তরিত হয়: (12)mv2 = (12)kx2, বা x = vmk
∴ x = 6 × 0.01400 = 6 × 0.005 = 0.03 m = 3 cm -
১৮৭৩
একটি কণা t = 0 সময়ে স্থির অবস্থা থেকে যাত্রা শুরু করে। কণাটির ওপর প্রযুক্ত লব্ধি বল, সময় t এর সমানুপাতিক। কণাটির স্থিতিশক্তি নিচের কোনটির সমানুপাতিক?
- ক t2
- খ t3
- গ t
- ঘ t4
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) t4
এখানে, F ∝ t এবং t = 0 সময়ে u = 0
আমরা জানি, F = ma, তাই a ∝ t; a = dvdt হওয়ায় v = ∫ a dt ∝ t2
∴ Ek = (12)mv2 ∝ (t2)2 = t4
এখানে সমানুপাতিক রাশিটি গতিশক্তি; লব্ধি বলের কাজ কণার গতিশক্তি বাড়ায়। -
১৮৭৪
10m উচ্চতা থেকে 10kg ভরের একটি হাতুড়ি পেরেকে আঘাতপ্রাপ্ত হয়ে 5 cm নিচে ঢুকে গেল। মাটির গড় বাধাদানকারী বল কত?
- ক 19698 N
- খ 2000 N
- গ 19968 N
- ঘ 19869 N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 19698 N
এখানে, m = 10 kg, পতনের উচ্চতা h = 10 m, মাটিতে প্রবেশ d = 5 cm = 0.05 m, g = 9.8 ms−2
আমরা জানি, মোট হারানো স্থিতিশক্তি = বাধাদানকারী বলের বিরুদ্ধে কাজ, অর্থাৎ mg(h + d) = Fd
∴ F = mg(h + d)d = 10 × 9.8 × 10.050.05 = 19698 N
শুধু mgh = Fd ধরলে F = 19600 N হতো; মাটির ভেতরের 5 cm সরণেও অভিকর্ষ কাজ করে বলে (h + d) নিতে হয়। -
১৮৭৫
3m ব্যাস ও 5m উচ্চতাবিশিষ্ট একটি সিলিন্ডারকে শোয়ানো অবস্থা থেকে খাড়া করতে কৃত কাজ কত?
- ক 40 J
- খ 49 J
- গ 98 J
- ঘ 147 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 49 J
এখানে, ভর m = 5 kg, ব্যাসার্ধ r = 32 = 1.5 m, উচ্চতা l = 5 m, শোয়ানো অবস্থায় ভারকেন্দ্রের উচ্চতা h1 = r = 1.5 m, খাড়া অবস্থায় h2 = l2 = 2.5 m, g = 9.8 ms−2
আমরা জানি, W = mg(h2 − h1)
∴ W = 5 × 9.8 × (2.5 − 1.5) = 49 J
কৃত কাজ ভারকেন্দ্র ওপরে ওঠার ফলে বাড়তি বিভবশক্তির সমান। -
১৮৭৬
একটি পানিপূর্ণ কুয়ার গভীরতা 20 m এবং ব্যাস 2 m। কুয়াটিকে পানি শূন্য করতে 5 HP এর একটি পাম্প লাগানো হলো। অর্ধেক পানি তোলার পর পাম্পটি নষ্ট হয়ে গেল। বাকি পানি তোলার জন্য একই ক্ষমতার আর একটি পাম্প লাগানো হলো। প্রথম পাম্প দ্বারা কৃত কাজের পরিমাণ কত?
- ক 2.54 × 106 J
- খ 1.44 × 106 J
- গ 2.34 × 106 J
- ঘ 1.54 × 106 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1.54 × 106 J
এখানে, গভীরতা h = 20 m, ব্যাসার্ধ r = 1 m, ρ = 1000 kgm−3; প্রথম পাম্প উপরের অর্ধেক পানি (10 m গভীর স্তম্ভ) তোলে
আমরা জানি, m = πr2(h2)ρ এবং উপরের অর্ধেক পানির ভারকেন্দ্র মুখ থেকে h22 = 5 m নিচে, তাই W = mg × 5
∴ m = 3.1416 × 12 × 10 × 1000 = 31416 kg
∴ W = 31416 × 9.8 × 5 = 1.54 × 106 J
দ্বিতীয় পাম্পের কাজ = 31416 × 9.8 × 15 = 4.62 × 106 J, কারণ নিচের অর্ধেকের ভারকেন্দ্র 15 m নিচে। -
১৮৭৭
900 kg ভরের একটি লিফট 350 kg ভর নিয়ে 100s সময়ে নিচতলা হতে 18th ফ্লোরে 75m উচ্চতায় আরোহণ করে। লিফটের প্রয়োগিক ক্ষমতা কত?
- ক 9.100 kW
- খ 7.500 kW
- গ 9.187 kW
- ঘ 10.210 kW
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 9.187 kW
এখানে, মোট ভর m = 900 + 350 = 1250 kg, উচ্চতা h = 75 m, t = 100 s
আমরা জানি, P = Wt = mght
∴ P = 1250 × 9.8 × 75100 = 9187.5 W ≈ 9.187 kW -
১৮৭৮
1 cm পুরুত্বের এবং 200 gm ভরের মিটার স্কেলকে 1 m অনুভূমিক অবস্থা থেকে খাড়া করলে বিভবশক্তি কত হবে?
- ক 19.605 J
- খ 1.960 J
- গ 1.940 J
- ঘ 0.970 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.970 J
এখানে, m = 200 g = 0.2 kg, দৈর্ঘ্য l = 1 m, পুরুত্ব d = 1 cm; শোয়ানো অবস্থায় ভারকেন্দ্র h1 = d2 = 0.005 m, খাড়া অবস্থায় h2 = l2 = 0.5 m
আমরা জানি, বিভবশক্তি বৃদ্ধি ΔU = mg(h2 − h1)
∴ ΔU = 0.2 × 9.8 × (0.5 − 0.005) = 0.2 × 9.8 × 0.495 = 0.970 J -
১৮৭৯
0.5 kg ভরের এক টুকরা শিলা 1.5 km উচ্চতায় মেঘ হতে ভূমিতে পতিত হলো। ভূমি স্পর্শ করার মুহূর্তে তার গতিশক্তি কত?
- ক 4900 J
- খ 7350 J
- গ 14700 J
- ঘ 2450 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 7350 J
এখানে, m = 0.5 kg, h = 1.5 km = 1500 m, g = 9.8 ms−2 (বাতাসের বাধা উপেক্ষিত)
আমরা জানি, ভূমি স্পর্শের মুহূর্তে গতিশক্তি = হারানো বিভবশক্তি = mgh
∴ Ek = 0.5 × 9.8 × 1500 = 7350 J -
১৮৮০
নিচের কোনটি শক্তির একক নয়?
- ক N-m
- খ kW-h
- গ J
- ঘ N-m−2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) N-m−2
N-m−2 শক্তির একক নয়; এটি চাপ বা পীড়নের একক (1 Nm−2 = 1 Pa)।
N-m = J, কাজ ও শক্তির SI একক।
kW-h (কিলোওয়াট-ঘণ্টা) বিদ্যুৎ শক্তির বাণিজ্যিক একক; 1 kWh = 3.6 × 106 J।
শক্তির অন্যান্য একক: erg, eV, ক্যালরি।
ইসহাক স্যার ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।